Die Flüssigkeit, die feeds Tumorzellen

Bevor geprüft wird, um Tiere oder Menschen, die meisten Krebs-Medikamente bewertet werden, die in tumor-Zellen gewachsen in einem Labor Gericht. Doch in den letzten Jahren hat es eine wachsende Erkenntnis, dass die Umgebung, in der die Zellen gezüchtet werden, nicht exakt imitieren die Natürliche Umgebung eines Tumors, und dass diese Diskrepanz könnte zu ungenauen Ergebnissen führen.

In einer neuen Studie MIT Biologen analysierten die Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit, die normalerweise umgibt Pankreas-Tumoren, und gefunden, dass Ihre Nährstoff-Zusammensetzung ist Verschieden von der Kultur medium normalerweise verwendet, um wachsen Krebszellen. Es unterscheidet sich auch von Blut, die feeds der interstitiellen Flüssigkeit und entfernt Abfallprodukte.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Anbau von Krebs-Zellen in einem Nährmedium mehr ähnlich wie diese Flüssigkeit könnte den Forschern helfen, besser vorherzusagen, wie experimentelle Medikamente beeinflussen die Krebszellen, sagt Matthew Vander Heiden, ein außerordentlicher professor der Biologie am MIT und Mitglied des Koch Institute for Integrative Cancer Research.

„Es ist irgendwie eine offensichtliche Aussage, dass der tumor Umwelt ist wichtig, aber ich denke, in der Krebs-Forschung das Pendel hatte, schwang sich so weit in Richtung Gene, die Menschen eher zu vergessen“, sagt Vander Heiden, einer der senior Autoren der Studie.

Alex Muir, ein ehemaliger Koch-Institut postdoc wer ist jetzt assistant professor an der University of Chicago, ist auch ein senior-Autor des Papiers, das erscheint in der April-16-Ausgabe der Zeitschrift eLife. Der führende Autor der Studie Mark Sullivan, ein MIT-student.

Umwelt-Angelegenheiten

Wissenschaftler haben lange bekannt, dass Krebszellen verstoffwechseln Nährstoffe anders als die meisten anderen Zellen. Diese alternative Strategie, die Ihnen hilft generieren die Bausteine, die Sie benötigen, um weiter zu wachsen und die Spaltung, die Bildung neuer Krebszellen. In den letzten Jahren haben die Wissenschaftler gesucht, um Medikamente zu entwickeln, die stören diese metabolische Prozesse, und ein Medikament wurde zugelassen zur Behandlung von Leukämie im Jahr 2017.

Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung solcher Medikamente ist, um Sie zu testen in Krebs Zellen wachsen in einem Labor Gericht. Das Nährmedium in der Regel verwendet, um Wachstum dieser Zellen beinhaltet Kohlenstoff-Quellen (z.B. Glukose), Stickstoff und andere Nährstoffe. Jedoch in den letzten Jahren, Vander Heiden Labor hat herausgefunden, dass Krebs Zellen wachsen in dieser medium reagieren anders auf Medikamente als in Maus-Modellen von Krebs.

David Sabatini, Mitglied des Whitehead Institute und professor für Biologie am MIT, hat auch gefunden, dass die Drogen Einfluss auf Krebszellen anders, wenn Sie erwachsen sind in einem medium, das gleicht die Nährstoff-Zusammensetzung von menschlichem plasma, anstelle der traditionellen Wachstums-medium.

„Das hat funktioniert, und ähnliche Ergebnisse von ein paar anderen Gruppen auf der ganzen Welt, schlug vor, dass Umwelt eine Menge Fragen,“ Vander Heiden sagt. „Es war wirklich ein wake-up-call für uns, wirklich zu wissen, wie man die Abhängigkeiten von Krebs, haben wir, um die Umwelt Recht.“

Zu diesem Ende, das MIT-team beschlossen zu untersuchen, die Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit, die badet das Gewebe und trägt die Nährstoffe, die diffus von Blut durch die Kapillaren. Seine Zusammensetzung ist nicht identisch mit der im Blut und in den Tumoren, es kann sehr unterschiedlich sein, da Tumoren oft haben Sie schlechte verbindungen auf die Blutversorgung.

Die Forscher wählten, um den Fokus auf Bauchspeicheldrüsenkrebs in Teil, weil es bekannt ist, besonders Nährstoff-beraubt. Nach der Isolierung von interstitieller Flüssigkeit aus dem Pankreas-Tumoren in Mäusen, die Forscher mit Hilfe der Massenspektrometrie zur Messung der Konzentrationen von mehr als 100 verschiedene Nährstoffe, und entdeckt, dass die Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit unterscheidet sich von der Blut – (und von der Kultur medium normalerweise verwendet, um wachsen Zellen). Einige der Nährstoffe, die Forscher gefunden zu erschöpft sein tumor interstitial fluid sind Aminosäuren, die wichtig für die immun-Zell-Funktion, einschließlich Arginin, tryptophan und Cystin.

Nicht alle Nährstoffe aufgebraucht wurden in der interstitiellen Flüssigkeit-einige mehr gab, darunter auch die Aminosäuren Glycin und Glutamat, von denen bekannt ist, hergestellt werden, indem einige Krebszellen.

Lage, Lage, Lage

Die Forscher verglichen wachsenden Tumoren in der Bauchspeicheldrüse und in der Lunge und gefunden, dass die Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit kann variieren basierend auf Tumoren “ Lage im Körper und an der Stelle, wo der tumor entstanden ist. Sie fanden auch leichte Unterschiede zwischen dem fluid umgebenden Tumoren wuchsen in der gleichen Lage, hatte aber verschiedene genetische make-up; jedoch, die genetische Faktoren getestet, hat nicht so große Auswirkungen wie der tumorlokalisation.

„Sagt das wohl, dass das, was bestimmt, welche Nährstoffe sind in der Umgebung wird stark angetrieben durch die Wechselwirkungen zwischen Krebszellen und noncancer Zellen innerhalb des Tumors,“ Vander Heiden sagt.

Wissenschaftler haben bisher herausgefunden, dass diejenigen, die noncancer Zellen, einschließlich unterstützende Stromazellen und Immunzellen, können rekrutiert werden von Krebszellen zu helfen remake der Umgebung des Tumors zu fördern Krebs überleben und sich ausbreiten.

Vander Heiden Labor-und anderen Arbeitsgruppen arbeiten nun an der Entwicklung eines Kultur-medium, das würden mehr genau imitieren die Zusammensetzung des tumor-interstitiellen Flüssigkeit, so können Sie erkunden, ob die Tumorzellen wachsen in dieser Umgebung könnte verwendet werden, um erzeugen mehr genau Vorhersagen, wie Krebs-Medikamente wirken auf Zellen im Körper.

Finanziert wurde die Forschung durch die National Institutes of Health, der Lustgarten Stiftung, die MIT-Zentrum für Präzisions-Krebsmedizin, Stand Bis zu Krebs, ist der Howard Hughes Medical Institute, und dem Ludwig-Center am MIT.